Das Laden des Betriebssystems ist ein wichtiger Schritt, auf den wir normalerweise nicht achten. Es erlaubt uns jedoch, alle Funktionen unserer Geräte zu nutzen. Wie funktioniert dieser Prozess?
Beim Einschalten des Computers wird zuerst ein spezielles Programm namens BIOS (Basic Input Output System) gestartet. Sie befindet sich auf der Hauptplatine des Computers und ist für die Ersteinrichtung der Hardware und die Suche nach dem Betriebssystem verantwortlich. Das BIOS überprüft, ob der Prozessor funktioniert, ermittelt, ob RAM vorhanden ist, und initialisiert alle angeschlossenen Geräte.
Danach übergibt das BIOS die Kontrolle an den Bootloader des Betriebssystems. Ein Bootloader ist ein Programm, das sich auf einer Festplatte oder einem anderen Flash-Speicher des Computers befindet. Es ist verantwortlich für die Suche nach der Systemdatei des Betriebssystems und das Laden in den Arbeitsspeicher.
Starten des Betriebssystems: Die wichtigsten Schritte
| Etappe | Die Beschreibung |
|---|---|
| Power-On Self-Test (POST) | Zu Beginn des Startvorgangs führt der Computer einen Power-On Self-Test (POST) durch, der die Integrität der Hauptkomponenten und Geräte des Computers überprüft. In diesem Schritt wird überprüft, ob RAM (RAM), ein Prozessor, eine Grafikkarte und andere wichtige Komponenten vorhanden sind. Wenn Probleme auftreten, gibt der Computer möglicherweise einen Signalton aus oder zeigt einen Fehler auf dem Bildschirm an. |
| BIOS laden | Nach erfolgreichem POST lädt der Computer das Basic Input/Output System (BIOS), ein kleines Programm, das im internen Speicher des Motherboards gespeichert ist. Das BIOS initialisiert und konfiguriert die Hardware des Computers und lädt das Betriebssystem von einem externen Laufwerk wie einer Festplatte oder einem USB-Stick. |
| Laden des Betriebssystemlader | Nach dem Booten des BIOS wird die Steuerung an den Bootloader des Betriebssystems übertragen. Der Bootloader ist ein spezielles Programm, das den Hauptkern des Betriebssystems lädt und seinen Betriebsprozess startet. Der Bootloader kann je nach Betriebssystem unterschiedlich sein: Zum Beispiel kann es für Windows NTLDR oder BOOTMGR und für Linux GRUB oder LILO sein. |
| Initialisieren des Betriebssystemkernels | Nachdem der Bootloader des Betriebssystems geladen wurde, beginnt die Initialisierung des Kernels oder des Hauptteils des Betriebssystems. Zu diesem Zeitpunkt werden alle erforderlichen Treiber und Module in den Arbeitsspeicher des Computers geladen, um sicherzustellen, dass die Geräte funktionieren und die Hardware abwärtskompatibel ist. Die Kernelinitialisierung kann auch das Ausführen von Tests und das Konfigurieren von Systemeinstellungen umfassen. |
| Laden von Systemdiensten und der Benutzeroberfläche | Nach der Initialisierung des Betriebssystemkernes werden die Systemdienste und die Benutzeroberfläche geladen. Systemdienste ermöglichen die Interaktion verschiedener Komponenten und die Ausführung von Systemaufgaben. Die Benutzeroberfläche ermöglicht die Interaktion mit dem Computer über eine grafische Benutzeroberfläche oder eine Befehlszeile. |
| Download abgeschlossen | Wenn das Betriebssystem gestartet wird, führt es verschiedene Aufgaben und Verfahren aus, die sich auf die Initialisierung angeschlossener Geräte, die Ausführung geplanter Dienste und Anwendungen und die Betriebsbereitschaft beziehen. Wenn das Betriebssystem vollständig geladen und betriebsbereit ist, kann der Benutzer damit beginnen, den Computer zum Ausführen von Aufgaben zu verwenden. |
Daher umfasst der Startvorgang des Betriebssystems mehrere Schritte, von denen jeder für den ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb des Computers erforderlich ist. Wenn Sie diese Schritte verstehen, können Sie das Gerät Ihres Computers besser verstehen und die erforderlichen Konfigurations- und Wartungsverfahren durchführen.
BIOS/UEFI
Das BIOS erschien in den 1970er Jahren und wurde bis Anfang der 2000er Jahre aktiv in Computern verwendet. Es wurde dann durch eine modernere Technologie ersetzt, UEFI. UEFI bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem BIOS, darunter Unterstützung für modernere Technologien, eine benutzerfreundliche Oberfläche und die Möglichkeit, das Betriebssystem von Laufwerken mit einer Kapazität von mehr als 2 TB zu booten.
Im BIOS/UEFI werden die Einstellungen in einer Art Datenbank gespeichert, die als CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) bezeichnet wird. Der CMOS speichert Informationen zu angeschlossenen Geräten, Sprach-, Datums- und Uhrzeiteinstellungen sowie verschiedene Computereinstellungen.
Eine der Hauptfunktionen von BIOS/UEFI ist das Booten des Betriebssystems. Es bestimmt, wie Geräte (z. B. optisches Laufwerk, Festplatte, USB-Geräte) gestartet werden, und sucht nach einem Bootsektor, in dem sich ein spezieller Code befindet, der zum Starten des Betriebssystems erforderlich ist.
Beim Hochfahren des Computers führt das BIOS/UEFI auch viele andere Aufgaben durch, darunter das Überprüfen des installierten Arbeitsspeichers des Computers, das Testen der angeschlossenen Hardware und das Initialisieren aller erforderlichen Treiber.
Das BIOS/UEFI ermöglicht einen einfachen und zuverlässigen Startvorgang des Computers und ermöglicht es dem Benutzer, verschiedene Einstellungen vorzunehmen, wie z. B. das Ändern der Uhrzeit, das Anpassen der Bootreihenfolge von Geräten oder das Übertakten des Prozessors.
Betriebssystem-Bootloader
Der Bootloader des Betriebssystems startet unmittelbar nach dem Einschalten des Computers oder dem Neustart. Es befindet sich in einer speziellen Partition der Festplatte, die als Bootsektor bekannt ist, oder in anderen Datenträgern wie einer Diskette, einer CD oder einem USB-Stick.
Zu den Aufgaben des Bootloaders des Betriebssystems gehören:
- Überprüfen und initialisieren Sie die Hardware Ihres Computers, einschließlich Prozessor, Speicher und Peripheriegeräte.
- Suchen und Laden Sie den Betriebssystemkern, der den gesamten Computerbetrieb steuert.
- Übergibt die Steuerung an den Betriebssystemkern.
Der Bootloader des Betriebssystems kann je nach den Anforderungen des Betriebssystems und den Eigenschaften des Computers einfach oder komplex sein. Es muss in der Lage sein, die Hardware zu verwalten und das Betriebssystem transparent zu laden, um die Sicherheit und Integrität des Bootprozesses zu gewährleisten.
Der Bootloader des Betriebssystems spielt eine wichtige Rolle bei der Arbeit des Computers, sodass der Benutzer das Betriebssystem starten und mit der Arbeit am Computer beginnen kann.
Initialisierung des Betriebssystems
Nachdem der Startcode in den Arbeitsspeicher geladen wurde und die Ausführung beginnt, wird das Betriebssystem initialisiert. Dieser Prozess umfasst mehrere Schritte:
- Initialisieren des Betriebssystemkernels: in diesem Stadium beginnt der Kernel mit seiner Arbeit und bereitet sich auf die grundlegenden Funktionen des Systems vor.
- Hardware-Konfiguration: In diesem Schritt wird die Hardware des Computers wie Prozessor, Speicher, Festplatte, Grafikkarte und andere Geräte erkannt und konfiguriert.
- Treiber herunterladen: nachdem das Eisen konfiguriert wurde, werden die Treiber geladen, die die Interaktion zwischen dem Betriebssystem und der Hardware des Computers ermöglichen. Treiber können auch Unterstützung für verschiedene Funktionen wie Audio, Netzwerk usw. bereitstellen.
- Initialisieren von Systemdiensten: zu diesem Zeitpunkt werden verschiedene Systemdienste initialisiert, die Betriebssystemfunktionen wie Dateisystem, Netzwerkdienste, Speicherverwaltung und andere bereitstellen.
- Shell starten: nachdem die Systemdienste initialisiert wurden, startet das Betriebssystem eine Shell, die dem Benutzer eine Schnittstelle für die Interaktion mit dem System bietet.
Durch die erfolgreiche Initialisierung des Betriebssystems erhält der Benutzer Zugriff auf die Funktionen des Computers und kann mit verschiedenen Anwendungen und Aufgaben beginnen.
